Melhores materiais para tubos de trocadores de calor casco e tubo

Os melhores materiais para tubos em trocadores de calor casco e tubo dependem da química do fluido, temperatura, velocidade e risco de incrustação. Cu-Ni 90/10 e 70/30 têm excelente desempenho em água do mar natural; o latão alumínio (C68700) funciona bem em águas limpas com cloretos; o titânio (Grau 2) oferece máxima resistência à corrosão/erosão, mas com custo mais alto; os aços inoxidáveis 316L/duplex atendem a muitos serviços petroquímicos; e o latão almirantado (C44300) é indicado para águas com baixo teor de cloretos e sem sulfetos. Seguir as diretrizes TEMA e AMPP garante desempenho ideal.

A Admiralty Industries fabrica todas essas ligas segundo normas internacionais e auxilia engenheiros a escolher o material correto para cada aplicação marinha ou petroquímica.

A falha nos tubos é uma das causas mais comuns de paradas em trocadores de calor. A escolha incorreta da liga pode causar erosão por impacto, pitting, corrosão sob tensão ou bioincrustação, especialmente em ambientes marinhos e petroquímicos com presença de cloretos, sulfetos ou amônia.

Organizações como a TEMA fornecem padrões de projeto, enquanto a AMPP (antiga NACE) e a Copper Development Association (CDA) oferecem dados de corrosão e orientações de uso de materiais.

• Definir o serviço – resfriamento vs. condensação, água do mar vs. água de processo, limpa vs. com incrustação.

• Verificar a química – cloretos, sulfetos/H₂S, amônia, areia/silte, biocidas (cloração).

• Considerar a velocidade – manter-se dentro do limite de projeto de cada liga para evitar erosão.

• Ajustar à temperatura e pressão – especialmente para inox e titânio.

• Equilibrar o custo de ciclo de vida – CAPEX vs. margem de corrosão, frequência de limpeza, tempo de parada.

Ideal para: Resfriamento com água do mar natural, aquecedores/condensadores de salmoura em dessalinização, HVAC marítimo, risco moderado de erosão.

Por que funciona: O Cu-Ni forma filmes protetores em água do mar aerada e resiste melhor que os latões à erosão por impacto; o 70/30 oferece maior resistência e tolerância à velocidade que o 90/10.

Atenção: Poluição por sulfetos (águas portuárias, zonas estagnadas) e amônia podem degradar o filme protetor; é essencial filtragem e controle da cloração.

Quando usar: Desempenho comprovado e custo competitivo em água do mar, sem necessidade de migrar para o titânio, especialmente em dessalinização MSF/MED e sistemas navais.

Ideal para: Águas limpas com baixo teor de cloretos e baixa contaminação por sulfetos/amônia; condensadores de usinas e alguns resfriadores industriais.

Por que funciona: O latão com alumínio melhora a resistência ao impacto e aos cloretos em relação ao latão almirantado; ambos são amplamente usados onde as águas são não poluídas e as velocidades controladas.

Atenção: Amônia ou sulfetos podem causar ataque rápido; não recomendado para água do mar poluída.

Quando usar: Qualidade da água conhecida e controlada (captações fluviais/lacustres, sistemas fechados) e vantagem econômica sobre ligas mais caras.

Ideal para: Muitos serviços petroquímicos, algumas águas salobras e aplicações de alta temperatura onde ligas à base de cobre não são adequadas.

Por que funciona: O 316L pode operar em água do mar aerada para alguns componentes; duplex/super duplex oferecem maior resistência a cloretos e maior resistência mecânica.

Atenção: Risco de corrosão sob tensão por cloretos em altas temperaturas; exige atenção a frestas e soldas.

Ideal para: Serviços com cloretos altamente agressivos, água do mar quente, alta velocidade e plantas que priorizam tempo máximo de operação.

Por que funciona: Resistência excepcional a pitting, corrosão em frestas, erosão e bioincrustação; muitas vezes é a opção mais econômica no ciclo de vida em serviços severos de água do mar.

Atenção: Custo inicial elevado e risco de grippagem; evitar acoplamentos galvânicos desfavoráveis.

Em alguns serviços, materiais não metálicos (borrachas, polímeros, plásticos reforçados com fibra) são usados como componentes ou revestimentos para isolar o tubo de fluidos corrosivos, especialmente quando incrustações ou químicas agressivas prejudicam os metais.

• Opções iniciais: Cu-Ni 90/10 ou 70/30; usar titânio para altas temperaturas/velocidades ou águas poluídas.

• Notas de projeto: Respeitar limites de velocidade para evitar erosão; gerenciar cloração e filtragem.

• Opções típicas: Cu-Ni 90/10 em seções de salmoura desaerada; 316L ou ligas superiores em seções de água do mar aerada; titânio quando o custo de ciclo de vida justificar.

• Opções típicas: 316L/duplex para muitos serviços de hidrocarbonetos; Cu-Ni ou titânio no lado de água do mar dos condensadores; latão alumínio em águas limpas com baixo risco de contaminantes.

1. Velocidade do fluido e sólidos – A erosão-corrosão acelera acima dos limites da liga.

2. Oxigênio e biocidas – Ligas de cobre dependem de filmes de óxido estáveis; a cloração deve ser bem controlada.

3. Contaminantes (sulfetos, amônia) – Traços podem atacar ligas de cobre; em caso de risco, usar titânio ou inox/duplex.

4. Estratégia de limpeza – Métodos devem ser compatíveis com a liga para evitar remoção de filmes protetores ou danos abrasivos.

A escolha do melhor material para tubos de um trocador casco e tubo não é apenas uma decisão de projeto, mas um compromisso operacional de longo prazo. O material certo equilibra resistência à corrosão, desempenho térmico, custo e facilidade de manutenção, garantindo operação confiável por décadas.

Seja Cu-Ni para resistência comprovada em água do mar, latão alumínio para economia em água limpa, inox/duplexpara versatilidade petroquímica ou titânio para proteção máxima, a chave é adequar o material ao ambiente de serviço. Trabalhar com um fornecedor experiente que compreenda tanto a engenharia quanto a aplicação ajuda a reduzir paradas não planejadas, diminuir custos de ciclo de vida e manter a operação na máxima eficiência.

A Admiralty Industries fornece tubos de liga fabricados segundo normas internacionais, com certificação completa de usina e dimensões personalizadas para atender ao seu projeto. Nossos especialistas podem ajudá-lo a escolher a liga ideal para sua aplicação marítima, petroquímica ou de resfriamento industrial, garantindo conformidade com as especificações TEMA e ASTM.

Entre em contato com nossa equipe técnica para discutir os requisitos do seu projeto ou solicitar um orçamento detalhado.

Copper Development Association. Seawater System Design: Heat Exchangers and Piping. Copper Development Association Inc., 2017, https://www.copper.org/applications/marine/cuni/applications/seawater_system_design/heat_exchangers_piping/.

Tubular Exchanger Manufacturers Association. TEMA Standards. TEMA, https://tema.org/.

Association for Materials Protection and Performance (AMPP). Multiple Effect Distillation (MED). In Corrosion Management and Control in Desalination, AMPP, Chapter 7, https://content.ampp.org/books/book/19/chapter/2214600/.